CN104613158A - 采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，包括原动机、动力合成箱、液力偶合器、第一试验减速机和第二试验减速机；动力合成箱有两个输入轴端和一个输出轴端；其中第一个输入轴端通过联轴器与原动机的输出轴相连接，动力合成箱的输出轴端通过联轴器与液力偶合器的泵轮轴相连接，液力偶合器的涡轮轴与第一试验减速机的高速轴相连接，第一试验减速机的低速轴与第二试验减速机的低速轴相连接，第二试验减速机的高速轴与动力合成箱的第二个输入轴端相连接。本发明通过设置动力合成箱，可以将被测减速机输出端的机械能返回到被测减速机的输入端，使减速机输出能量成为试验动力；能量回收方式简单。

Description

采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台

【技术领域】

本发明涉及机械传动性能的检测领域，特别涉及一种减速机性能试验台。

【背景技术】

减速机的寿命和机械效率是考核这类设备传动性能的重要指标。目前，测试减速机性能的试验台有开式试验台和闭式试验台两类。开式试验台结构简单，安装方便，但试验所需要的动力不能再回馈使用，试验台功耗大、试验成本高，通常这种试验台适用于试验功率较小或者试验周期短的试验。另一种是试验台功率流循环的闭式试验台，这种试验台可以回收试验所消耗的能量，试验台能量损失小，适用于功率较大、试验周期较长的试验。常见的闭式试验台形式有机械传动闭式试验台和电传动闭式试验台。其中机械传动闭式试验台最显著的优点是节能，可以降低运行成本，但由于相对于开式试验台，其增加了传动装置和伺服加载装置，组成就相对复杂，价格也就相对要贵一些；电传动功率闭式试验台机械结构简单且紧凑，功率损失小，效率高，减少发热，但其功率回收方式是将试验输出的机械能转化为电能，再通过电网加以回收，电力系统结构、技术复杂，成本大。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，其结构简单、加载性能良好，能够实现加载机械能直接回收。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，包括原动机、动力合成箱、液力偶合器、第一试验减速机和第二试验减速机；动力合成箱有两个输入轴端和一个输出轴端；其中第一个输入轴端通过联轴器与原动机的输出轴相连接，动力合成箱的输出轴端通过联轴器与液力偶合器的泵轮轴相连接，液力偶合器的涡轮轴与第一试验减速机的高速轴相连接，第一试验减速机的低速轴与第二试验减速机的低速轴相连接，第二试验减速机的高速轴与动力合成箱的第二个输入轴端相连接。

优选的，液力偶合器的涡轮轴通过第一传感器与第一试验减速机的高速轴相连接，第一试验减速机的低速轴通过第二传感器与第二试验减速机的低速轴相连接，第二试验减速机的高速轴通过第三传感器与动力合成箱的第二个输入轴端相连接。

优选的，所述原动机为交流变频调速电机、交流电磁调速电机、直流调速电机或内燃机；所述动力合成箱为齿轮传动、链条传动或同步齿形带传动。

优选的，第一试验减速机和第二试验减速机的高速轴均与低速轴垂直。

优选的，第一试验减速机和第二试验减速机的高速轴均与低速轴平行。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明一种采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，通过设置动力合成箱，可以将被测减速机输出端的机械能返回到被测减速机的输入端，使减速机输出能量成为试验动力；能量回收方式简单；原动机仅提供试验设备内部消耗的功率即可使整个试验台正常进行实验；本发明可以同时对两台减速机进行试验，结构简单、加载性能良好。

【附图说明】

图1为本发明第1实施例的原理示意图；

图2为本发明第2实施例的原理示意图。

图中：1为原动机、2为动力合成箱、3为液力偶合器、4为第一传感器、5为第一试验减速机、6为第二传感器、7为第二试验减速机、8为第三传感器。

【具体实施方式】

下面通过实施例来说明本发明的具体实施方式。

第1实施例

请参阅图1所示，本发明一种采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，包括原动机1(图1中为变频电机)、动力合成箱2(图中为链条传动)、液力偶合器3、第一传感器4、第一试验减速机5、第二传感器6、第二试验减速机7和第三传感器8。

动力合成箱2有两个输入轴端和一个输出轴端。其中第一个输入轴端通过联轴器与原动机1相连接，动力合成箱2的输出轴端通过联轴器与液力偶合器3的泵轮轴相连接，液力偶合器3的涡轮轴通过第一传感器4与第一试验减速机5的高速轴相连接，第一试验减速机5的低速轴通过第二传感器6与第二试验减速机7的低速轴相连接，第二试验减速机7的高速轴通过第三传感器8与动力合成箱2的第二个输入轴端相连接。

第一传感器4、第二传感器6、第三传感器8都测试其所在轴的转矩和转速两个参数。

本实施例中的动力合成箱2为链条传动，动力合成箱2的输出轴转速与其第二个输入轴转速满足如下关系：

式中：i_合成为动力合成箱2的传动比，其具体数值应根据所用液力偶合器的性能决定，一般小于0.97；n_合出为动力合成箱2输出轴的转速；n_合入为动力合成箱2第二输入轴的转速。

本实施例中的第一试验减速机5、第二试验减速机7的外形结构对称，高速轴与低速轴的转速比相等。在本实施例中，第一试验减速机5、第二试验减速机7的动力传递方向不同，本实施例中动力是从第一试验减速机5的高速轴进入，动力是从第一试验减速机5的低速轴输出；动力是从第二试验减速机7的低速轴进入，动力是从第二试验减速机7的高速轴输出。也就是说，在进行试验时，如果第一试验减速机5以某一转速比进行减速，则第二试验减速机7以与该转速比相同的比例进行增速。

按照上述原理进行结构设计以后，动力合成箱2的传动比i_合成与液力偶合器3的传动比i_偶合之间有如下关系：

式中：n_涡轮为液力偶合器3涡轮的转速；n_泵轮为液力偶合器3泵轮的转速；i_偶合为液力偶合器3的传动比。

具体工作原理：

确定液力偶合器3泵轮的转速，按照所需要的泵轮转速设定原动机1的启动状态。

启动原动机1，原动机1驱动系统内的各传动元件转动。由于动力合成箱2内各转动元件之间的传动比已知、第一试验减速机5的传动比确定、第二试验减速机7的传动比确定，在原动机1的转速确定的条件下，系统内所有传动元件的转速都是确定的；也就是说，液力偶合器3的泵轮和涡轮的转速是确定的。

由液力偶合器的工作原理可知，对给定的液力偶合器来说，在其泵轮、涡轮的转速确定以后，如果该液力偶合器内的工作液确定，该液力偶合器的泵轮转矩、涡轮转矩也就确定了。也就是说，这时液力偶合器的泵轮会产生一个转矩驱动涡轮。

本实施例的动力传递路线如下：

启动原动机1，原动机1通过联轴器、动力合成箱2带动液力偶合器3的泵轮轴转动，原动机1通过动力合成箱2、第三传感器8、第二试验减速机7、第二传感器6、第一试验减速机5、第一传感器4带动液力偶合器3的涡轮轴转动。根据液力偶合器的工作原理，液力偶合器3的泵轮在原动机1启动的过程中会逐步产生转矩驱动液力偶合器3的涡轮转动，液力偶合器3的涡轮通过第一传感器4驱动第一试验减速机5的高速轴转动，第一试验减速机5的低速轴通过第二传感器6驱动第二试验减速机7的低速轴转动，第二试验减速机7的高速轴通过第三传感器8驱动动力合成箱2的第二输入轴转动，动力合成箱2的输出轴驱动液力偶合器3的泵轮轴转动，实现试验耗能的回收。

由于各种能量损失，第二试验减速机7的高速轴输出的功率肯定不足于驱动液力偶合器3的泵轮转动，所以，在动力合成箱2内，第二试验减速机7的高速轴输出的动力与原动机1的动力合流后，由动力合成箱2的输出轴通过联轴器驱动液力偶合器3的泵轮转动。

这样一来，加载所使用的功率得到了回收利用，原动机1实际上仅提供试验设备在试验中所消耗的功率。

通过分析第一传感器4和第二传感器6的数据，可以得知第一试验减速机5的性能数据；通过分析第二传感器6和第三传感器8的数据，可以得知第二试验减速机7的性能数据。

在原动机1转速不变的条件下，由液力偶合器的工作原理可知，通过改变液力偶合器内工作液的多少，可以改变液力偶合器3的泵轮、涡轮的转矩，实现改变试验载荷。

改变原动机1的转速，就可以进行不同输入转速情况下的试验。

第1实施例可以同时对两台高速轴与低速轴垂直的减速机进行性能试验。

第2实施例

请参阅图2所示，第2实施例的动力合成箱2为齿轮传动，第2实施例的连接方式和工作原理与第1实施例相同。

第2实施例可以同时对两台高速轴与低速轴平行的减速机进行性能试验。

Claims (5)

1.采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，其特征在于，包括原动机(1)、动力合成箱(2)、液力偶合器(3)、第一试验减速机(5)和第二试验减速机(7)；动力合成箱(2)有两个输入轴端和一个输出轴端；其中第一个输入轴端通过联轴器与原动机(1)的输出轴相连接，动力合成箱(2)的输出轴端通过联轴器与液力偶合器(3)的泵轮轴相连接，液力偶合器(3)的涡轮轴与第一试验减速机(5)的高速轴相连接，第一试验减速机(5)的低速轴与第二试验减速机(7)的低速轴相连接，第二试验减速机(7)的高速轴与动力合成箱(2)的第二个输入轴端相连接。

2.根据权利要求1所述的采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，其特征在于，液力偶合器(3)的涡轮轴通过第一传感器(4)与第一试验减速机(5)的高速轴相连接，第一试验减速机(5)的低速轴通过第二传感器(6)与第二试验减速机(7)的低速轴相连接，第二试验减速机(7)的高速轴通过第三传感器(8)与动力合成箱(2)的第二个输入轴端相连接。

3.根据权利要求1所述的采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，其特征在于，所述原动机为交流变频调速电机、交流电磁调速电机、直流调速电机或内燃机；所述动力合成箱为齿轮传动、链条传动或同步齿形带传动。

4.根据权利要求1所述的采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，其特征在于，第一试验减速机(5)和第二试验减速机(7)的高速轴均与低速轴垂直。

5.根据权利要求1所述的采用液力偶合器实现试验能量回收的减速机性能试验台，其特征在于，第一试验减速机(5)和第二试验减速机(7)的高速轴均与低速轴平行。